Основи розрахунку та проектування зварних конструкцій. Курсова робота розрахунок та проектування зварних ферм
Завдання створення оригінальних машин чи механізмів, призначених до виконання будь-яких нових функцій чи відомих функцій, але новим способом, у практиці проектування зустрічається досить рідко. Найчастіше створювана конструкція є результат роботи проектувальників кількох поколінь. Проте будь-який виріб, що знову проектується, має елемент оригінальності. Різноманітність призначень, форм та розмірів зварних конструкцій, а також прогрес техніки та технології не дозволяють конструктору просто повторювати готові рішення. Тому проектування - творче завдання, що не виключає розумної конструктивної наступності. Оптимальними є такі конструктивні форми, які відповідають службовому призначенню виробу, забезпечують надійну роботу в межах заданого ресурсу, дозволяють виготовити виріб мінімальних витратахматеріалів, праці та часу. Ці ознаки визначають поняття технологічності конструкції. Крім того, необхідно, щоб конструкція відповідала вимогам технічної естетики. Ці вимоги повинні дотримуватись на всіх стадіях проектування конструкції та в процесі її виготовлення.
На етапі ескізного проектування виявляють принципову можливість забезпечення заданих службових властивостей виробу при різних варіантахконструктивного оформлення та оцінюють їх технологічну доцільність.
Генеральне конструктивне оформлення зазвичай визначається попереднім досвідом створення виробів даного типу. Навпаки, вибір форми та розмірів окремих елементів конструкції визначається параметрами та особливостями даної машини, що проектується. При проектуванні цих елементів одночасно з вибором матеріалу та методу отримання заготовок конструктор призначає розташування зварних з'єднань, їх тип та спосіб зварювання. Таким чином, основні питання технологічності зварних конструкцій вирішуються вже на першому етапі проектування шляхом вмілого використання багатих можливостей компонування з окремих заготовок та застосування найпрогресивніших прийомів виготовлення за допомогою зварювання.
Технолог не може ефективно використовувати передову технологію там, де конструкція розроблена без урахування технологічності. Тому на всіх стадіях проектування зварної конструкції при відпрацюванні технологічності конструктивних рішень обов'язкова участь технологів-зварювальників, що забезпечується як через технологічні відділи конструкторських бюро, так і узгодженням з відділом головного зварювальника.
На стадії технічного проекту конструкції всіх основних вузлів та найбільш трудомістких деталей зазвичай розробляють у кількох варіантах, які потім порівнюють за їхньою технологічністю та надійністю в експлуатації. У разі потреби при цьому проводять розрахунки трудомісткості виготовлення, металомісткості та інших показників. Не завжди вдається знайти варіант, значно перевершує всі інші. Тоді вибір роблять на підставі того показника, який у цьому випадку є вирішальним.
На етапі робочого проектування виробляють детальне технологічне опрацювання прийнятого варіанта конструкції. В першу чергу проробляють креслення та технічні умовина великі заготівлі, що особливо поставляються ззовні, потім креслення всіх основних вузлів і деталей та технічні умови на їх виготовлення, збирання, монтаж та випробування. Робочі креслення направляють до відділу головного зварювальника. Тут при розробці робочої технології спроектованої конструкції виявляють недоліки, пов'язані в основному з вибором матеріалів (за їх зварюваністю), видів заготовок, розмірів швів та характеру підготовки кромок, припусків на механічну обробку, допусків форми та розмірів, методів контрольних операцій. Необхідні зміни за погодженням з конструктором вносять до креслень та технологічної документації до запуску виробу у виробництво. У ряді випадків при створенні нових типів зварних конструкцій, а також при освоєнні нових матеріалів або зварювальних процесів до вирішення найбільш складних питань залучають науково-дослідні організації.
На стадії проектування робота з поліпшення технологічності зазвичай проводиться переважно у трьох напрямах.
1. Економія металу.Пошук найкращих конструктивних форм, можливо точніший облік характеру та значень діючих навантажень, застосування уточнених методів розрахунку дозволяють конструктору економити метал, усуваючи зайвий запас міцності, зменшуючи масу металу, що слабко бере участь у роботі. Доцільно замість просторових ґратчастих конструкцій використовувати оболонкові; вимоги високої жорсткості задовольняти, застосовуючи гнуті або гофровані тонколистові, а також стільникові елементи; під час роботи на поздовжню стійкість використовувати трубчасті елементи. Вибір металу відкриває великі можливості для зниження маси виробу. Найбільша економія металу може бути отримана при використанні міцних та високоміцних сталей та сплавів з високою питомою міцністю (алюмінієвих, титанових). Зниженню маси виробу сприяє також застосування міцніших холоднокатаних елементів замість гарячекатаних. Підвищення міцності, а отже, і зниження маси виробу досягається термообробкою. Однак підвищення міцності металу нерідко супроводжується погіршенням його зварюваності чи зниженням опору руйнуванню. Тому економія металу за рахунок підвищення його міцності є доцільною лише при врахуванні цих факторів. Великі перспективи має застосування композиційних матеріалів, наприклад, двошарових сталей.
2. Зниження трудомісткості виготовлення.У цьому плані важливим є вибір розмірів та методу отримання заготовок, а також прийомів їхнього зварювання. При опрацюванні конструктивної схеми та орієнтовному підрахунку розмірів перерізів ще немає істотного значення, чи буде конструкція монолітної чи зварної. Питання, що безпосередньо пов'язані зі зварюванням, виникають при члененні виробу на окремі заготівлі. Намічаючи розташування зварних з'єднань, проектувальник як задає форму і розміри окремих заготовок, значною мірою визначає вирішення низки конструктивних і технологічних питань, як-от методи отримання заготовок, типи сполук, прийоми зварювання тощо. Тому вибір варіанта розчленування дуже важливий з погляду його впливу на технологічність конструкції.
При проектуванні унікальних виробів великого розміру та маси членування нерідко є єдиним. можливим рішеннямзавдання, оскільки виготовити їх цілком дозволяє недостатня потужність існуючого устаткування. При членіванні складних деталей бажано поєднувати простоту форм окремих заготовок із раціональним розташуванням зварних з'єднань. Так, наприклад, суцільнолитий складний сталевий виливок великого розміру доводиться формувати в підлозі цеху з великими витратами ручної праці. Перехід до зварного варіанта з невеликих простих литих заготовок дозволяє застосувати машинне формування і значно скоротити трудомісткість.
Нерідко умови навантаження різних частинзварної конструкції розрізняються дуже помітно. У цьому випадку доцільно вибирати матеріали та методи отримання заготовок з урахуванням відмінності вимог до механічним властивостямокремих частин.
При виборі методу зварювання конструктор повинен врахувати зварюваність металу заготовок, призначити тип з'єднання забезпечити зручність виконання складально-зварювальних операцій. Доставка великих зварних виробів до місця експлуатації цілком нерідко виявляється неможливою чи недоцільною. У цьому випадку частину зварювальних операцій виконують під час монтажу. Підхід до вибору методу зварювання та конструктивного оформлення з'єднань для заводського та монтажного зварювання може бути різним. Тому розміри елементів та місця розташування монтажних швів призначають одночасно з вибором методу зварювання. Вибір методу зварювання зазвичай включає призначення типу зварного з'єднання, прийомів його виконання та застосовуваного присадного металу, а також термообробки, якщо це необхідно. Ці дані визначають механічні властивості зварного з'єднання і значення напруги, що допускається, що необхідно для виконання розрахунків на міцність.
На стадії робочого проектування конструктивне оформлення зварних з'єднань опрацьовується детальніше. На кресленнях вказуються характер обробки кромок, допуски розмір з урахуванням припусків на наступну механічну обробку вузла чи вироби.
Питання точності та стабільності розмірів конструкції, звичайно, не вичерпуються вибором методу зварювання. Істотним є облік зварювальних деформацій та напруг, призначення технологічних заходів щодо їх запобігання та усунення. Це коло питань вирішують на стадії робочого проектування з метою обґрунтування значень допусків і припусків, так і з точки зору доцільності проведення термообробки. Багато вельми відповідальних виробів цілком надійно працюють після зварювання без будь-якої термічної обробки. З іншого боку, застосування термообробки нерідко помітно покращує механічні властивості та структуру зварних з'єднань, сприяючи підвищенню їхньої працездатності. Невиправдане призначення операції термообробки може значно збільшити трудомісткість виготовлення виробу, особливо у умовах серійного виробництва. Проводити післязварювальну термообробку або відмовитися від неї - вирішують, беручи до уваги хімічний складметалу, метод зварювання та присадковий метал, конструктивне оформлення з'єднань та вузлів, вимоги до механічних властивостей, умови експлуатації тощо.
3. Економія часу.Найбільша економія часу досягається в умовах безперервного потокового автоматизованого виробництва при великосерійному та масовому випуску продукції, коли всі операції узгоджені у часі та виконуються механізмами. Отже, при проектуванні зварних виробів конструктор повинен забезпечити ефективність їх виготовлення за допомогою високопродуктивних механізмів та автоматичних пристроїв. Однак частка зварних конструкцій, що виготовляються в умовах серійного та масового виробництва, відносно невелика. У дрібносерійному виробництві ефективно використовувати поточні методи виготовлення дозволяють типізація та нормалізація. Важливо здійснити раціональний вибірсистеми конструкції та розмірних її параметрів. Вишукування прогресивних конструктивних форм і технологій дозволяє проектувальнику обмежити кількість типорозмірів і тим самим збільшити серійність виробів, що випускаються.
Розглянемо вирішення цих питань на прикладі кроквяних ферм, серійному виробництву яких перешкоджає велике числотипорозмірів і безліч коротких по-різному орієнтованих швів, а також необхідність кантування під зварювання вже зібраної ферми. В даний час розроблено типову конструкцію кроквяної ферми з мінімального числа деталей (рисунок 5, а). Типорозміри розрізняються за розмірами перерізів елементів за збереження незмінними довжини ферми l=12 м і висоти Л=1,5 м. Компонування з таких ферм дозволяють споруджувати перекриття прольотом понад 12 м (рисунок 5, б). Це дозволяє збільшити випуск таких типових ферм до 400 000 прим. на рік, що забезпечує можливість переходу до їхнього великосерійного виробництва. Крім того, обмежена кількість деталей, їх легке складання, можливість використання точкової контактного зварювання, що не потребує кантування ферми, - все це дозволяє організувати виробництво ферм в умовах автоматичної потокової лінії.
Малюнок 5 – Типова кроквяна ферма (а); можливі способиїї компонування (б)
У випадку, коли збільшити серійність випуску виробу не вдається і виготовлення конструкції передбачається в умовах дрібносерійного виробництва, конструктору слід підбирати типорозміри вузлів і елементів, щоб вони відповідали формам і розмірам нормалізованого технологічного оснащення.
Натиснувши на кнопку "Завантажити архів", ви завантажуєте потрібний вам файл безкоштовно.
Перед скачуванням даного файлу згадайте про ті хороші реферати, контрольні, курсові, дипломних роботах, статтях та інших документах, які лежать незатребуваними у вашому комп'ютері. Це ваша праця, вона повинна брати участь у розвитку суспільства та приносити користь людям. Знайдіть ці роботи та відправте в базу знань.
Ми та всі студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будемо вам дуже вдячні.
Щоб завантажити архів з документом, введіть п'ятизначне число в поле, розташоване нижче, і натисніть кнопку "Завантажити архів"
Подібні документи
Зварювальні ферми: призначення, навантаження, класифікація. Методи визначення розрахункових зусиль у стрижнях. Підбір перерізів стрижнів ферм. Основні принципи конструювання та збирання зварних ферм. Ґратчасті будівельні металоконструкції різного призначення.
дипломна робота , доданий 27.02.2009
Зварювання як основний технологічний процесу промисловості. Характеристика матеріалів зварювальних конструкцій. Види зварних швівта з'єднань. Характеристика типових зварювальних конструкцій. Розрахунок на міцність та стійкість при розробці зварних конструкцій.
курсова робота , доданий 23.09.2011
Короткий описметалоконструкції крана Вибір матеріалів та розрахункових опорів. Побудова ліній впливу. Визначення розрахункових зусиль від заданих навантажень в елементах моста, добір перерізів. Розрахунок кінцевої балки, зварних швів, прогинання балки.
курсова робота , доданий 12.06.2010
Дефекти зварних швів та з'єднань, виконаних зварюванням. Причини виникнення дефектів, їхні види. Способи виявлення дефектів зварних швів та з'єднань. Видалення заглиблених зовнішніх та внутрішніх дефектних ділянок, виправлення швів зварних з'єднань.
контрольна робота , доданий 01.04.2013
Знайомство з основними засадами конструктивно-технологічного проектування зварних конструкцій. Загальна характеристикакомбінованих зварних заготовок, розгляд особливостей їхнього проектування. Зварювально-литі заготовки як станини пресів.
презентація , додано 18.10.2013
Особливості вертикальних та горизонтальних стикових з'єднаньстінки. Вимоги до підготовки та збирання конструкцій під зварювання. Основні типи, конструктивні елементита розміри зварних з'єднань. Класифікація зварених швів. Правила техніки безпеки.
курсова робота , доданий 11.06.2012
Основні причини виникнення дефектів зварених швів. Види дефектів: наплив, підріз, непровар, зовнішні та внутрішні тріщини та пори, внутрішній непровар, шлакові включення. Неруйнівні та руйнівні методи контролю якості зварних з'єднань.
